BR102020001678A2

BR102020001678A2 - Polímero de óxido de alquileno capeado com um copolímero em bloco de alcoxilato de éter arílico

Info

Publication number: BR102020001678A2
Application number: BR102020001678-4A
Authority: BR
Inventors: John J. Rabasco; Daniel A. Saucy; Antony K. Van Dyk
Original assignee: Rohm And Haas Company
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-09-15
Also published as: US20200262975A1; CN111574704B; CN111574704A; AU2020200634A1; EP3696210B1; US11472921B2; MX2020001148A; EP3696210A1; CA3072250A1

Abstract

polímero de óxido de alquileno capeado com um copolímero em bloco de alcoxilato de éter arílico a presente invenção se refere a um composto que compreende um poli(oxialquileno-uretano) hidrofobicamente modificado com um fragmento hidrofóbico representado pela estrutura i: em que ar1 , ar2 ; r1 , m e n são definidos no presente documento. o composto da presente invenção fornece estabilidade de viscosidade mediante tintagem para tintas contendo um modificador de reologia poli(oxialquileno-uretano) hidrofobicamente modificado, mais particularmente um modificador de reologia heur.

Description

POLÍMERO DE ÓXIDO DE ALQUILENO CAPEADO COM UM COPOLÍMERO EM BLOCO DE ALCOXILATO DE ÉTER ARÍLICO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um polímero de óxido de alquileno capeado com um copolímero em bloco de alcoxilato de éter arílico, que é útil para melhorar a retenção de viscosidade de formulações de revestimentos coloridos.

[0002] Os polímeros de óxido de alquileno modificados hidrofobicamente, mais particularmente, os polímeros de uretano de óxido de etileno modificados hidrofobicamente (HEURs), são modificadores reológicos preferenciais para tintas devido à combinação de bom fluxo e resistência ao escorrimento que os mesmos fornecem. No entanto, um ponto fraco permanente dos HEURs padrão é que a viscosidade de uma tinta com espessamento por HEUR normalmente diminui significativamente quando o corante é adicionado. Esse efeito indesejável é particularmente problemático para tintas de cor média e profunda. A perda de viscosidade torna a tinta muito "fina" e, em particular, a resistência ao escorrimento se torna inaceitavelmente baixa, levando a escorrimentos e pingos na parede e/ou a um padrão de pontilhado de rolo muito ruim. Por conseguinte, seria um avanço na técnica das tintas coloridas encontrar uma formulação de tinta contendo HEUR com retenção de viscosidade melhorada com a adição de corante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] A presente invenção aborda uma necessidade na técnica fornecendo um composto que compreende um polímero de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado com um fragmento hidrofóbico representado pela Estrutura I:

[0004] em que a linha pontilhada representa o ponto de ligação do fragmento ao polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente; Ar1 é fenila não substituída, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2-; ou fenila, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2- substituído por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila ou alcóxi; e Ar2 é fenila, fenil-OCH2CH2-, fenil-(OCH2CH2)y-, benzila, naftila, naftil-CH2-, naftil-OCH2CH2- ou naftil-(OCH2CH2)y-, em que a porção fenila ou naftila de Ar2 é não substituída ou substituída por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila; em que y é de 2 a 10; cada R1 é, independentemente, H ou C1-C6-alquila; X é O ou NR2, em que R2 é H, C1-C6 alquila, fenila, ou benzila; m é de 1 a 20; e n é de 0 a 100. A composição da presente invenção aborda uma necessidade na técnica fornecendo estabilidade de viscosidade mediante tintagem para tintas que contêm um modificador de reologia de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0005] A presente invenção é um composto que compreende um polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente com um fragmento hidrofóbico representado pela Estrutura I:

[0006] em que a linha pontilhada representa o ponto de ligação do fragmento ao polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente; Ar1 é fenila não substituída, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2-; ou fenila, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2- substituído por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila ou alcóxi; e Ar2 é fenila, fenil-OCH2CH2-, fenil-(OCH2CH2)y-, benzila, naftila, naftil-CH2-, naftil-OCH2CH2- ou naftil-(OCH2CH2)y-, em que a porção fenila ou naftila de Ar2 é não substituída ou substituída por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila; em que y é de 2 a 10; cada R1 é, independentemente, H ou C1-C6-alquila; X é O ou NR2, em que R2 é H, C1-C6 alquila, fenila, ou benzila; m é de 1 a 20; e n é de 0 a 100.

[0007] Como usado no presente documento, o termo "polímero de óxido de alquileno" se refere a polímeros de óxido de polietileno solúveis em água, bem como copolímeros de óxido de polietileno/óxido de polipropileno e óxido de polietileno/óxido de polibutileno solúveis em água. Preferencialmente, o polímero de óxido de alquileno é um polímero de uretano de óxido de alquileno, mais preferencialmente um polímero de uretano de óxido de etileno.

[0008] Como usado no presente documento, um polímero de uretano de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado é um polietileno, polipropileno ou polímero de uretano óxido de polibutileno, de preferência um polímero de uretano óxido de polietileno (um HEUR) modificado com o hidrófobo de Estrutura I.

[0009] O fragmento da Estrutura I surge de um agente de capeamento que é convenientemente preparado colocando em contato em condições reativas a) um di-isocianato; b) um polialquileno glicol solúvel em água; e c) o agente de capeamento que é um composto representado pela Estrutura II:

[0010] Exemplos de di-isocianatos adequados incluem di-isocianato de 1,4-tetrametileno, di-isocianato de 1,6-hexametileno (HDI), 2,2,4-trimetil-1,6-di-isocianato-hexano, di-isocianato de 1,10-decametileno, 4,4'-metilenobis(isocianatociclo-hexano) (H12-MDI), 2,4'-metilenobis(isocianatociclo-hexano), di-isocianato de 1,4-ciclo-hexileno, 1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclo-hexano (IPDI), di-isocianato de m- e p-fenileno, di-isocianato de 2,6- e 2,4-tolueno (TDI), di-isocianato de xileno, di-isocianato de 4-cloro-1,3-fenileno, di-isocianato de 4,4'-metileno difenila (MDI), di-isocianato de 1,5-naftileno e di-isocianato de 1,5-tetra-hidronaftileno. Exemplos de di-isocianatos disponíveis comercialmente são di-isocianato cicloalifático Desmodur W (DesW) e Desmodur H (HDI).

[0011] Um polialquileno glicol solúvel em água se refere a óxidos de polietileno solúveis em água, copolímeros de óxido de polietileno/óxido de polipropileno solúveis em água e copolímeros de óxido de polietileno/óxido de polibutileno solúveis em água. Os óxidos de polialquileno solúveis em água preferenciais são polietilenoglicóis, particularmente polietilenoglicóis tendo um peso molecular médio ponderado na faixa de 600 a 12.000 Daltons. Um exemplo de um polietileno glicol adequado é o PEG 8000, que está comercialmente disponível como Polietilenoglicol CARBOWAX™ 8000 (PEG-8000, uma marca comercial da The Dow Chemical Company (“Dow”) ou uma afiliada da Dow, Midland, MI).

[0012] O di-isocianato, o polialquileno glicol e o agente de capeamento da Estrutura Ia são colocados em contato sob condições de reação para formar o polímero de uretano de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado. De preferência, o peso molecular médio ponderado (Mw) do polímero de uretano de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado, como determinado por cromatografia de exclusão de tamanho (SEC) como descrito no presente documento, está na faixa de 2.000, mais preferencialmente de 4.000 Daltons, de preferência 50.000, mais preferencialmente a 25.000 Daltons. Exemplos de subclasses preferenciais de fragmentos da presente invenção são representados pelas seguintes estruturas:

[0013] em que R1' é H ou CH3; e R2' é um grupo CH3 ou benzila.

[0014] De modo preferencial, Ar1 é fenil-OCH2- ou 0-metilfenil-OCH2-; de um modo preferencial, quando X = S, Ar2 é um grupo fenila, benzila, fenil-OCH2CH2-, ou o-metilfenila; de um modo preferencial, quando X = NR2, Ar2 é um grupo benzila ou fenila; e R2 é um grupo benzila, metila ou etila. De preferência, m está na faixa de 1, mais preferencialmente de 2 a 10, mais preferencialmente a 6; e n está na faixa de 0 a 40. Preferivelmente, cada R1 é independentemente H, metila ou etila; mais preferivelmente H ou metila; com máxima preferência, cada R1 é H. Preferencialmente, X é O, N-CH3, N-fenila ou N-benzila.

[0015] De preferência, o número de peso molecular médio (Mn) do fragmento da Estrutura I (e o composto da Estrutura II), conforme determinado por espectrometria de massa de dessorção a laser/ionização-massa assistida por matriz (MALDI-MS), conforme descrito na seção Exemplo abaixo no presente documento, está na faixa de 500 g/mol, mais preferencialmente de 750 g/mol, a 10.000, mais preferencialmente a 2.500 g/mol, e com a máxima preferência a 1.500 g/mol.

[0016] O composto de Fórmula II pode ser convenientemente preparado primeiro colocando em contato um álcool arílico ou uma arilamina com um epóxido de arila ou éter aril glicidílico na presença de uma quantidade catalítica de uma base adequada, como KOH, sob condições suficientes para preparar um intermediário de oligômero de alcóxi-éter de arila, em seguida, de preferência colocar em contato o intermediário com um óxido de alquileno, tal como óxido de etileno, sob condições suficientes para formar o composto desejado de Fórmula II. Preferencialmente, o álcool de arílico é fenol, cresol ou fenoxietanol, ou uma combinação dos mesmos; a arilamina é preferencialmente N-metilbenzilamina ou dibenzilamina, ou uma combinação dos mesmos; e o alcóxi-éter de arila é preferencialmente éter fenil glicidílico ou éter cresil glicidílico ou uma combinação dos mesmos.

[0017] O composto da presente invenção é vantajosamente solubilizado em água com vários outros aditivos para preparar uma composição espessante aquosa. A composição espessante aquosa compreende de 1, e mais preferencialmente de 5 a 60, e mais preferencialmente a 40 por cento em peso de sólidos espessantes, com base no peso total da composição espessante aquosa. Outros aditivos podem ser incluídos na composição espessante aquosa para suprimir a viscosidade da composição espessante aquosa. Esses outros aditivos incluem solventes miscíveis em água, tais como propilenoglicol e éter dietilenoglicol-butílico. Exemplos de outros aditivos incluem cilcodextrinas e vários tensoativos não iônicos e aniônicos. Exemplos de tensoativos não iônicos preferenciais incluem os etoxilatos de C6-C18 de álcool, etoxilatos de álcool laurílico, os etoxilatos de álcoois de Guerbet, e etoxilatos de óleo de rícino. Tensoativos sob o nome comercial TERGITOL™ (marca comercial da The Dow Chemical Company ou de suas afiliadas) também são adequados. Exemplos de tensoativos aniônicos adequados incluem sulfatos de C6-C18, álcool, sulfonatos, sulfossuccinatos, fosfatos, assim como os seus etoxilatos, incluindo sulfato de sódio laurila, sulfato de sódio 2-etil-hexila, sulfonato de sódio dodecilbenzeno e sulfossuccinato de sódio dioctila.

[0018] Para o composto da presente invenção em que X = NR2, ácido suficiente é preferivelmente adicionado à composição espessante aquosa correspondente para ajustar o seu pH a uma faixa de 2,1 a 6,0. Qualquer composto ácido que possa diminuir o pH para essa faixa é adequado. Exemplos de ácidos preferenciais incluem ácido glucônico, ácido fosfórico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido lático e poli(ácido acrílico)s.

[0019] O composto da presente invenção é útil como um modificador reológico em formulações de revestimentos coloridos. Em outra modalidade, a presente invenção é uma composição que compreende uma dispersão aquosa de a) 10 a 60 por cento em peso, com base no peso da composição, de partículas de polímero; b) de 0,05 a 2 por cento em peso, com base no peso da composição, de um modificador hidrofobicamente modificado de polímero de uretano de óxido de alquileno com um fragmento hidrofóbico da Estrutura I.

[0020] A dispersão aquosa de partículas de polímero (isto é, o látex) é de preferência uma dispersão de partículas poliméricas compreendendo unidades estruturais de um monômero de acrilato ou metacrilato ou um monômero de éster vinílico ou suas combinações.

[0021] O termo “unidade estrutural” do monômero designado se refere ao remanescente do monômero após polimerização. Por exemplo, uma unidade estrutural de metacrilato de metila é como ilustrada:

[0022] em que as linhas pontilhadas representam os pontos de ligação da unidade estrutural na estrutura principal do polímero.

[0023] De preferência, as partículas poliméricas compreendem pelo menos 30, mais preferencialmente pelo menos 50 por cento em peso de unidades estruturais de monômeros de acrilato e metacrilato ou compreendem de preferência pelo menos 30, mais preferencialmente pelo menos 50 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de éster vinílico. Exemplos de monômeros de acrilato e metacrilato adequados incluem metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de butila, metacrilato de ureído, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil-hexila e acrilato de 2-propil-heptila. Combinações preferenciais de monômeros de acrilato e metacrilato incluem metacrilato de metila e um ou mais monômeros selecionados a partir do grupo que consiste em acrilato de etila, acrilato de butila, metacrilato de ureído, acrilato de 2-propil-heptila e acrilato de 2-etil-hexila. Combinações mais preferenciais de monômeros acrílicos incluem metacrilato de metila e acrilato de butila; metacrilato de metila e acrilato de 2-etil-hexila; e metacrilato de metila, acrilato de butila e acrilato de etila com a combinação de metacrilato de metila e acrilato de butila sendo o mais preferencial. Exemplos de monômeros à base de éster de vinila incluem versatatos de vinila e acetato de vinila. Um exemplo de um copolímero à base de éster de vinila é etileno-acetato de vinila (EVA).

[0024] As partículas de polímero também podem incluir unidades estruturais de outros monómeros, tais como estireno, metacrilato de acetoacetoxietila, acrilonitrila, acrilamida e ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico. Adicionalmente, as partículas de polímero compreendem de preferência de 0,2, mais preferencialmente de 0,5 e mais preferencialmente de 1 por cento em peso a, de preferência, 5 e, mais preferencialmente, a 3 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido carboxílico etilenicamente insaturado tal como ácido acrílico, ácido metacrílico ou ácido itacônico.

[0025] A composição do segundo aspecto da presente invenção pode ser colocada em contato com um corante em uma concentração suficiente para conferir a cor desejada. Como usado no presente documento, "corante" se refere a uma dispersão líquida de um pigmento colorido. A concentração de corante está geralmente presente na faixa de 5 a 20 por cento em volume do volume total da tinta e do corante. Exemplos de pigmentos coloridos incluem azul de ftalocianina, verde de ftalocianina, amarelo de monoarileto, amarelo de diarileto, amarelo de benzimidazolona, amarelo heterocíclico, laranja DAN, quinacridona magenta, violeta de quinacridona, vermelhos orgânicos, incluindo azo vermelhos metalizados e azo vermelhos não-metalizados, negro de fumo, fuligem, óxido de ferro preto, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro marrom e óxido de ferro vermelho.

[0026] Em outro aspecto, a composição compreende menos do que 15 PVC de partículas de TiO2 ou BaSo4; em ainda outro aspecto, a composição compreende menos do que 10 PVC de partículas de TiO2 e BaSo4. Para formulações de bases profundas, o PVC das partículas de TiO2 e BaSO4 é <1. O PVC é definido pela seguinte fórmula:

[0027] em que os sólidos do ligante se referem à contribuição do polímero da dispersão aquosa das partículas de polímero que ligam as partículas de pigmento e extensor entre si.

[0028] A composição pode incluir ainda qualquer um ou todos os seguintes materiais: ligantes, dispersantes, pigmentos, antiespumantes, tensoativos, solventes, extensores, coalescentes, biocidas e polímeros opacos.

EXEMPLOS MEDIÇÕES DE PESO MOLECULAR MÉTODO MALDI-MS Mn PARA MEDIR EXEMPLOS INTERMEDIÁRIOS DE PESOS MOLECULARES

[0029] Os espectros de massa MALDI foram adquiridos em um espectrômetro de massa MALDI-TOF Bruker Daltonics UltraFlex equipado com um laser de nitrogênio λ(= 337 nm). No experimento MALDI, 20 mg de ácido 2,5-di-hidroxibenzoico foram dissolvidos em 1 mm de THF como a matriz MALDI. A solução da amostra em MeOH foi pré-misturada com a solução da matriz na razão de 1:20. Para facilitar a ionização das espécies na mistura da amostra, foi adicionado NaI à mistura amostra/matriz. Uma amostra de 0,3 μ! da mistura foi então colocada na placa de amostra e seca ao ar para análise MALDI-MS. O modo Reflectron foi selecionado na análise para melhorar a resolução dos espectros de massa.

MÉTODO SEC PARA MEDIR Mw DE HEURS

[0030] As amostras foram preparadas dissolvendo 1 a 2 mg de polímero por grama de acetato de amônio a 100 mM em metanol. As amostras foram colocadas em solução agitando durante a noite em um agitador mecânico à temperatura ambiente. As soluções de amostra foram filtradas usando filtro de PTFE de 0,45 pm.

[0031] Separações foram realizadas em um sistema Waters Acquity APC constituído por uma bomba isocrática, desgaseificador, injetor, forno de coluna e detectores de UV e RI operados a 40 °C. O controle do sistema, aquisição de dados e processamento de dados foram realizados usando a versão 3 do software Empower (Waters, Milford, MA). As separações de SEC foram realizadas em acetato de amônio a 100 mM em metanol (grau Optima da Fisher) a 0,5 ml/min utilizando um conjunto de colunas APC composto por duas colunas de APC de Água (150 x 4,6 mm ID) preenchida com partículas de BEH Diol (tamanho de poro marcado como BEH 200 À e BEH 450 À, tamanho de partícula 1,7 e 2,5 μm, respectivamente) adquiridos pela Waters (Milford, MA). 20 μL de amostra foram injetados para separações de APC.

[0032] Curva de calibração de doze pontos de 3a ordem obtida a partir de padrões estreitos de óxido de polietileno (PEO).

EXEMPLO INTERMEDIÁRIO 1- PREPARAÇÃO DE UM POLÍMERO DE ÉTER FENILGLICIDÍLICO

[0033] Um frasco de fundo redondo de 2 l equipado com uma manta de aquecimento de temperatura controlada, um funil de adição, uma cabeça de refluxo/destilação e agitador superior foi carregado com fenol (102,44 g, 1,09 mol), tolueno (337,83 g) e flocos de KOH (8,12 g, 90% puro). A solução foi aquecida sob atmosfera de N2 a destilar fora uma parte do tolueno (110 g). Éter fenil glicidílico (490,78 g, 3,27 mols) foi então adicionado à solução concentrada resultante em 110 °C a 120 °C ao longo de 4 h. A mistura foi agitada durante 2 h adicionais, e o balão foi resfriado. O produto foi tratado com ácido acético, e o solvente foi removido a vácuo para formar uma distribuição de intermediários com um Mn de 780 g/mol como medido por MALDI-MS e que inclui um composto com a seguinte estrutura:

EXEMPLO INTERMEDIÁRIO 2- PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO EM BLOCO DE ETOXILATO DE ÉTER FENIL GLICIDÍLICO

[0034] Um frasco de fundo redondo de 2 ml equipado com uma manta de aquecimento de temperatura controlada, um funil de adição, uma cabeça de refluxo/destilação e agitador superior foi carregado com fenol (62,94 g, 0,67 mol), tolueno (341,34 g) e flocos de KOH (4,75 g, 90% puro). A solução foi aquecida sob atmosfera de N2 de forma a destilar uma parte do tolueno (82,81 g). Éter fenil glicidílico (502,18 g, 3,34 mols) foi então adicionado à solução concentrada resultante em 110 °C a 120 °C durante 4 h, e a mistura foi agitada por mais 2 h. Uma porção do intermediário resultante (374,9 g) foi carregada em um reator Parr de 2 L de fundo cônico. O reator foi vedado, a pressão verificada, purgado com N2, então aquecido até 120 °C. Óxido de etileno (289,3 g) foi adicionado a uma taxa de 1 a 2 g/min. A mistura foi mantida a 120 °C por 1 h, então resfriada até 60 °C antes de descarregar o produto (650,6 g). O produto da reação foi tratado com ácido acético (1,07 g), e o solvente foi removido a vácuo para formar uma distribuição de intermediários com um Mn de 1.840 g/mol como medido por MALDI-MS e que inclui um composto com a seguinte estrutura:

EXEMPLO INTERMEDIÁRIO 3- PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO EM BLOCO DE ETOXILATO DE ÉTER FENIL GLICIDÍLICO

[0035] Um reator Parr de 2 L cônico de fundo foi carregado com DOWANOL™ EPh (marca comercial da The Dow Chemical Company ou suas Coligadas, 179,95 g) e hidróxido de potássio a 90% (3,36 g), e o reator foi vedado, verificado sob pressão, purgado com nitrogênio, depois aquecido a 100 °C. Éter fenil glicidílico (587 g) foi então adicionado ao reator a uma taxa de 4 ml/min usando uma bomba de HPLC Gilson. A reação foi evidente pelo calor produzido durante essa adição. Após completar a adição de éter fenil glicidílico, a mistura foi mantida durante a noite a 100 °C. A temperatura da mistura de reação foi aumentada para 120 °C, e, em seguida, foi adicionado óxido de etileno (286,9 g) ao reator a uma taxa de 1,5 g/min. Após completar a adição de óxido de etileno, a mistura de reação foi mantida durante a noite a 120 °C. Depois de arrefecer a mistura reacional a 80 °C, o espaço superior do reator foi purgado. A mistura de reação foi tratada com ácido acético (3, 18 g), e o reator foi então descarregado para formar uma distribuição de intermediários com um Mn = 968 g/mol conforme medido por MALDI-MS e que inclui um composto com a seguinte estrutura:

EXEMPLO INTERMEDIÁRIO 4 - PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO EM BLOCO DE ETOXILATO DE ÉTER FENIL GLICIDÍLICO

[0036] Um reator Parr de 2 L de fundo cônico foi carregado com N-metilbenzilamina (157,8 g) e hidróxido de potássio a 90% (3,36 g). O reator foi vedado, verificado sob pressão e purgado com nitrogênio, depois aquecido a 100 °C. Éter fenil glicidílico (587 g) foi então adicionado ao reator a uma taxa de 4 ml/min usando uma bomba de HPLC Gilson. Após completar a adição de éter fenil glicidílico, a mistura foi mantida durante a noite a 100 °C. A temperatura de mistura de reação foi aumentada para 120 °C, após o que foi adicionado óxido de etileno (286,9 g) ao reator a uma taxa de 1,5 g/min. Após completar a adição de óxido de etileno, a mistura de reação foi mantida durante a noite a 120 °C. Depois de arrefecer a mistura reacional a 80 °C, o espaço superior do reator foi purgado. A mistura de reação foi tratada com ácido acético (3,18 g), e o reator foi então descarregado para formar uma distribuição de intermediários com um Mn = 878 g/mol conforme medido por MALDI-MS e que inclui um composto com a seguinte estrutura:

EXEMPLO INTERMEDIÁRIO 5 - PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO EM BLOCO DE ETOXILATO DE ÉTER FENIL GLICIDÍLICO

[0037] Um reator Parr de 2 L de fundo cônico foi carregado com dibenzilamina (256,9 g) e hidróxido de potássio a 90% (3,36 g). O reator foi vedado, verificado sob pressão e purgado com nitrogênio, depois aquecido a 100 °C. Éter fenil glicidílico (587 g) foi então adicionado ao reator a uma taxa de 4 ml/min usando uma bomba de HPLC Gilson. Após completar a adição de éter fenil glicidílico, a mistura foi mantida durante a noite a 100 °C. A temperatura da mistura de reação foi aumentada para 120 °C, após o que foi adicionado óxido de etileno (286,9 g) ao reator a uma taxa de 1,5 g/min. Após completar a adição de óxido de etileno, a mistura de reação foi mantida durante a noite a 120 °C. Depois de arrefecer a mistura reacional a 80 °C, o espaço superior do reator foi purgado. A mistura de reação foi tratada com ácido acético (3,18 g), e o reator foi então descarregado para formar uma distribuição de intermediários com um Mn = 1.009 g/mol conforme medido por MALDI-MS e que inclui um composto com a seguinte estrutura:

EXEMPLO 1: PREPARAÇÃO DE UM ALCOXILATO DE POLIARILA HEUR

[0038] Uma mistura de PEG 8000 (75,0 g) em tolueno (150 g) foi aquecida ao refluxo e seca por destilação azeoptrópica por 2 h. O reator foi, então, resfriado a 90 °C e di-isocianato cicloalifático Desmodur W (Des W, 6,64 g) foi adicionado ao reator com agitação por 5 min. Adicionou-se dilaurato de estanho dibutila (0,21 g), e a mistura de reação foi agitada por 1 h a 90 °C. A mistura de reação foi arrefecida a 80 °C, e o alcoxilato de poliarila preparado no Exemplo Intermediário 1 (30,56 g) foi adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada a 80 °C por 1 h. O solvente foi removido a vácuo para render um produto sólido branco. Verificou-se que Mw era 17.298 conforme medido pela SEC como descrito acima. Uma solução aquosa contendo 20% em peso de polímero HEUR e 16% em peso de butil carbitol foi preparada antes da adição à formulação de revestimento.

EXEMPLO 2: PREPARAÇÃO DE UM HEAR DE ALCOXILATO DE POLIARILA

[0039] Uma mistura de PEG 8000 (50,0 g) em tolueno (150 g) foi aquecida ao refluxo e seca por destilação azeoptrópica durante 2 h. 0 reator foi então resfriado a 90 °C e Des W (4,43 g) foi adicionado ao reator com agitação por 5 min. Adicionou-se dilaurato de estanho dibutila (0,21 g), e a mistura de reação foi agitada por 1 h a 90 °C. A mistura de reação foi então resfriada a 80 °C, e o alcoxilato de poliarila preparado no Exemplo Intermediário 2 (47,19 g) foi adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada a 80 °C por 1 h. O solvente foi removido a vácuo para produzir um produto sólido branco. Verificou-se que Mw era 17.903 conforme medido pela SEC como descrito acima. Uma solução aquosa contendo 20% em peso de polímero HEUR e 16% em peso de butil carbitol foi preparada antes da adição à formulação de revestimento.

EXEMPLO 3 - PREPARAÇÃO DE UM HEUR DE ALCOXILATO DE POLIARILA

[0040] Uma mistura de CARBOWAX™ PEG8000 (75,0 g) em tolueno (150 g) foi aquecida ao refluxo e seca por destilação azeoptrópica por 2 h. O reator foi então resfriado a 90 °C, e Des W (7,18 g) foi adicionado ao reator com agitação por 5 min. Adicionou-se dilaurato de estanho dibutila (0,21 g), e a mistura de reação foi agitada por 1 h a 90 °C. A mistura de reação foi então resfriada a 80 °C, e o alcoxilato de poliarila preparado no Exemplo Intermediário 3 (38,59 g) foi adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada a 80 °C por 1 h. O solvente foi removido a vácuo para produzir um produto sólido branco. Verificou-se que Mw era 17.609 conforme medido pela SEC descrita acima. Uma solução aquosa contendo 20% em peso de polímero e 16% em peso de butil carbitol tinha uma viscosidade Brookfield de 1,42 Pa-s (1.420 cP) (eixo n° 3, 6 rpm). O polímero também pode ser dissolvido sem solvente orgânico, substituindo o butil carbitol por tensoativo. Por exemplo, uma solução aquosa contendo 20% em peso do polímero e 20% em peso de tensoativo TERGITOL™ 15-S-9 (15-S-9) tinha uma viscosidade Brookfield de 2,8 Pa-s (2.800 cP) (eixo n° 3, 6 rpm).

EXEMPLO 4 - PREPARAÇÃO DE UM HEUR DE AMINO ALCOXILATO DE POLIARILA

[0041] O Polietileno Glicol CARBOWAX™ 8000 (PEG; 1.200 g) foi aquecido a 110 °C a vácuo em um reator de fusão por batelada por 2 h. Hidroxitolueno butilado (BHT, 0,132 g) e Desmodur W (114,9 g) foram então adicionados ao reator, e a mistura de reação foi agitada por 5 min. O octoato de bismuto (28% Bi, 3,0 g) foi então adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O Exemplo Intermediário 4 (500,09 g) foi então adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O polímero fundido resultante foi removido do reator e resfriado. Uma composição espessante aquosa foi preparada dissolvendo o polímero em água com ácido glucônico que continha 20% em peso de sólidos de polímero, 2% em peso de ácido glucônico e 78% em peso de água.

[0042] A Tabela 1 mostra as vantagens do uso de uma pequena quantidade de um ácido, tal como ácido glucônico em preparações aquosas de um HEUR tendo um fragmento hidrofóbico de Estrutura I, em que X = NR2. As viscosidades foram medidas usando um viscosímetro Brookfield, eixo n° 3 e 6 rpm.

[0043] TERGITOL, TAMOL e RHOPLEX são marcas registradas da The Dow Chemical Company ou de suas Coligadas.

EXEMPLO 5 - PREPARAÇÃO DE UM HEUR DE ALCOXILATO DE POLIARILA E AMINO

[0044] O Polietileno Glicol CARBOWAX ™ 8000 (PEG; 1350 g) foi aquecido a 110 °C a vácuo em um reator de fusão por batelada por 2 h. Hidroxitolueno butilado (BHT, 0,145 g) e Desmodur W (100,53 g) foram então adicionados ao reator, e a mistura de reação foi agitada por 5 min. O octoato de bismuto (28% Bi, 3,38 g) foi então adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O Exemplo intermediário 3 (401,86 g) e 2-[bis (2-etil-hexil)amino]etanol (19,92 g) foram então adicionados ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O polímero fundido resultante foi removido do reator e resfriado. Verificou-se que o Mw era 23.518 tal como medido pelo SEC descrito acima no presente documento. Uma composição espessante aquosa foi preparada dissolvendo o polímero em água que continha 20% em peso de sólidos de polímero, 20% em peso de 15-S-9 e 60% em peso de água.

EXEMPLO 6. PREPARAÇÃO DE UM HEUR DE AMINO ALCOXILATO DE POLIARILA

[0045] O Polietileno Glicol CARBOWAX™ 8000 (PEG; 1.200 g) foi aquecido a 110 °C a vácuo em um reator de fusão por batelada por 2 h. Hidroxitolueno butilado (BHT, 0,132 g) e Desmodur W (114,9 g) foram então adicionados ao reator, e a mistura de reação foi agitada por 5 min. O octoato de bismuto (28% Bi, 3,0 g) foi então adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O Exemplo Intermediário 5 (554,95 g) foi então adicionado ao reator, e a mistura resultante foi agitada por 10 min a 110 °C. O polímero fundido resultante foi removido do reator e resfriado. Uma composição espessante aquosa foi preparada dissolvendo o polímero em água com ácido glucônico. A Tabela 2 é uma receita para a formulação de tinta de base matizada sem espessamento, ou seja, a tinta sem corante e o modificador de reologia de HEUR.

[0046] RHOPLEX e ACRYSOL são todos Marcas Comerciais da The Dow Chemical Company ou de suas Afiliadas.

DADOS DE TINTAGEM DE TINTA

[0047] As Tabelas 3a e 3b ilustram as viscosidades de KU para formulações de tintas de base profunda, preparadas conforme descrito na Tabela 2 e espessadas separadamente com um HEUR comercial (Modificador de Reologia ACRYSOL™ RM 995 (RM-995), uma marca comercial da The Dow Chemical Company ou de suas afiliadas, ou HEURs da presente invenção e subsequentemente pintados com 0,34 kg (12 onças) de negro de fumo Colortrend 808. Todas as tintas foram coespessadas com um construtor de ICI, o modificador de reologia ACRYSOL™ RM-3030 (RM-3030). As quantidades experimentais de HEUR e RM-3030 estão em kg/m3 (libras ativas/100 gal). Utilizou-se RM-3030 suficiente em todas as tintas para ajustar a espessura das tintas a uma viscosidade ICI na faixa de 0,11 a 0,13 Pa-s (1,1 a 1,3 Poise). A viscosidade KU das tintas foi medida à temperatura ambiente usando um viscosímetro Brookfield KU-1 + ou viscosímetro KU equivalente.

[0048] ΔKU refere-se à alteração na tinta da viscosidade de KU após a tonalidade com negro de fumo subtraindo a viscosidade de KU tingida da viscosidade de KU original da tinta antes de tingir.

[0049] Os HEURs utilizados nas formulações de tinta dos Exemplos 1 a 6 exibem melhoria significativa na estabilidade da viscosidade da tinta KU após a adição de corante. A tinta espessa com o RM-995 cai até 27 unidades de KU com a adição de 0,34 kg (12 onças) de corante de negro de fumo a 3,29 kg (116 onças) de base de tinta. Em comparação, a tinta espessada com o HEUR do Exemplo 2 de cai apenas em 8 unidades KU quando pintada, a tinta espessa com HEUR do Exemplo 4 cai em apenas 4 unidades de KU quando pintada, e a tinta espessada com o HEUR do Exemplo 3 exibe uma viscosidade KU bastante constante quando pintada como KU, na verdade, aumenta ligeiramente em 1,2 unidades de KU.

Claims

Composto caracterizado pelo fato de que compreende um polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente com um fragmento hidrofóbico representado pela Estrutura I:
em que a linha pontilhada representa o ponto de ligação do fragmento ao polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente; Ar1 é fenila não substituída, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2-; ou fenila, naftila, fenil-O-CH2-, fenil-CH2-O-CH2-, ou naftil-O-CH2- substituído por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila ou alcóxi; e Ar2 é fenila, fenil-OCH2CH2-, fenil-(OCH2CH2V, benzila, naftila, naftil-CH2-, naftil-OCH2CH2- ou naftil-(OCH2CH2)y-, em que a porção fenila ou naftila de Ar2 é não substituída ou substituída por 1 a 3 grupos C1-C6 alquila; em que y é de 2 a 10; cada R1 é, independentemente, H ou C1-C6-alquila; X é O ou NR2, em que R2 é H, C1-C6 alquila, fenila, ou benzila; m é de 1 a 20; e n é de 0 a 100.
Composto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Ar1 é fenil-O-CH2- ou o-metilfenil-O-CH2-; Ar2 é um grupo fenila, benzila, fenil-OCH2CH2-, ou o-metilfenila; cada R1 é independentemente H ou CH3; m é de 1 a 10; e n é de 0 a 40; em que o polímero de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente é um polímero de uretano de óxido de alquileno modificado hidrofobicamente.
Composto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o fragmento hidrófobo tem um peso molecular médio numérico (Mn) na faixa de 500 a 10.000 g/mol; e X é O, ou N-CH3, N-fenila ou N-benzila; em que o polímero de óxido de alquileno hidrofobicamente modificado é um polímero de uretano de óxido de etileno modificado hidrofobicamente.
Composto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o fragmento hidrofóbico tem um Mn na faixa de 500 a 2.500 g/mol e é selecionado a partir do grupo que consiste em:

em que R1' é H ou CH3; e R2' é CH3 ou benzila.
Composição caracterizada pelo fato de que compreende uma dispersão aquosa de a) 10 a 60 por cento em peso, com base no peso da composição, de partículas de polímero; b) de 0,05 a 2 por cento em peso, com base no peso da composição, do composto, de acordo com a reivindicação 1.
Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende menos do que 10 PVC de partículas de TiO2 ou BsSO4.
Composição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em ligantes, dispersantes, pigmentos, antiespumantes, tensoativos, solventes, extensores, coalescentes, biocidas e polímeros opacos.